Sehr geehrte Experten,
kürzlich entnahm ich bei einem Freund eine halbvolle Mineralwasserflasche aus seinem etwa 4°C kalten Kühlschrank. Als ich sie öffnete, gefror das Wasser plötzlich. Warum?
Gruß, Andreas
Sehr geehrte Experten,
kürzlich entnahm ich bei einem Freund eine halbvolle
Mineralwasserflasche aus seinem etwa 4°C kalten Kühlschrank.
Als ich sie öffnete, gefror das Wasser plötzlich. Warum?
Gruß, Andreas
Hallo Andreas
Ist mir auch schon mal passiert. Dahinter steckt das Kühlschrankprinzip.
In der geschlossenen Flasche hatte sich auf Grund der Kohlensäure ein kleiner Überdruck aufgebaut, das Ganze war auf 4 Grad abgekühlt.
Beim Öffnen ist das Gas entwichen und dehnt sich dabei aus. Bei einem realen Gas wird dabei Arbeit gegen die Anziehung der Moleküle verrichtet, dem Gas also Energie entzogen, das Ganze kühlt sich also ab. Da die Flasche kurz vor dem Gefrierpunkt stand, gefriert die Flüssigkeit jetzt.
Der Effekt ist noch schöner, wenn Du die Flasche so abkühlst, daß sie noch nicht gefroren ist, die Temperatur aber schon unter dem Gefrierpunkt steht.
Gruß
Thomas
Hallo,
Der Effekt ist noch schöner, wenn Du die Flasche so abkühlst,
daß sie noch nicht gefroren ist, die Temperatur aber schon
unter dem Gefrierpunkt steht.
Ich schatze, das ist sogar der Fall, da die Tempverteilung im Kuehlschrank sehr unterschiedlich ist. Da kann es dann schon mal vorkommen, dass das Thermometer 4 Grad zeigt, Teile das Kuehlschranks aber bereits den Gefrierpunkt erreicht haben.
Ich glaube nicht, dass bei 4 Grad die Druckminderung ausreicht, um den Inhalt gefrieren zu lassen.
Gruss, Niels
Sehr geehrte Experten,
kürzlich entnahm ich bei einem Freund eine halbvolle
Mineralwasserflasche aus seinem etwa 4°C kalten Kühlschrank.
Als ich sie öffnete, gefror das Wasser plötzlich. Warum?
Gruß, AndreasHallo Andreas
Ist mir auch schon mal passiert. Dahinter steckt das
Kühlschrankprinzip.
Dieser Effekt heißt übrigens Joule-Thomson-Effekt und hat großtechnisch sehr wichtige Anwendungen (Linde-Verfahren…)
mfg!
BStefan
Hallo , ich glaube auch nicht , das die Druckminderung ausreicht , es ist wahrscheinlich folgendes passiert :
( mal abgesehen davon , das ich etwas skeptisch bin , selbst noch nie gesehen )
Der Kohlendioxid ist gelöst , und daher auch als Flüssigkeit zu betrachten ( Auch was das Volumen im gelösten Zustand betrifft ). Geht das Kohlendioxid vom gelösten in den gasförmigen Zustand über , so findet eine Verdampfung statt , welche eine Abkühlung bewirken kann .
Die Expansion des Gases Kohlendioxid würde nicht ausreichen , um ein Gefrieren zu erreichen .
Außerdem spielt der Schmelz- bzw. der Gefrierpunkt eine Rolle , welcher abhängig ist von gelösten Stoffen .
Wenn die Antwort gefallen hat , Punkt für geben , ok ?
Mfg
Matthias
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Und denn fällt mir noch etwas ein :
Der Druck , welcher das Kohlendioxid auf das Wasser ausübt , kann den Gefrierpunkt senken . In diesem Falle müßte jedoch das Wasser bereits deutlich weniger als 4 Grad Celsius (?) haben .
Die Zahl 4 Grad Celsius hat außerdem eine andere Bedeutung :
Bei 4 Grad hat das Wasser die größte Dichte ( Dichteanomalie des Wassers ) , weswegen ich davon ausgehe , das Ihr irgendwas verwechselt …,
MfG
Matthias
weder Verdampfung noch J-Th-Effekt…sondern …
Hallo,
Das Wasser befand sich sicherlich schon unter dem Gefrierpunkt,
…(sonst wäre es nicht gefroren!)
allerdings kann…
„Die Kristallisation trotz Unterschreitens der Erstarrungstemperatur ausbleiben, wenn die Keimbildungsgeschwindigkeit und/oder die Kristallwachstumsgeschwindigkeit zu gering ist.“
und
„Ein Kristallkeim kann z. B. in einer unterkühlten Schmelze, durch das (zufällige) Zusammentreffen von Kristallbausteinen entstehen.“
(Zitat aus:Lexikon der Chemie, Spektrum Verlag)
Die entstehenden Gasblasen bei der Entspannung „wirkten“ somit als Auslöser bei der Bildung von Kristallisationskeimen…
Ein analoges Phänomen kann man auch im Winter beobachten…
Seen gefrieren nicht zu, obwohl sich die Temperatur unterhalb von 0°C befindet. Wirft man z.B. ein paar Sandkörner hinein, erstarrt das Wasser schlagartig…
(Auch Gasbläschen können natürlich als Keime wirken!)
Zu den unten aufgeführten Meinungen :
Die Schmelzwärme des Wassers ist zwar „relativ niedrig“
(6 kJ/mol entspr. also ca. 0,333 kJ/g= 333 kJ/L Wasser notwendig) aber sowohl
1)die Verdampfung des gelösten CO2-Anteils im Wasser ist keinesfalls ausreichend, um ein Gefrieren des Wassers zu bewirken …
(siehe Anhang)
als auch der
2)Joule-Thomson-Effekt ist viel zu gering…
Viele Gruesse
Martin
Anhang (überschlägige Rechnungen/1L Wasser)
zu 1)
Die CO2- Löslichkeit im Wasser sein beträgt ca.3,3 g/L=0,075 mol/L bei 0C…
Die Verdampfungsenthalpie müsste somit etwa
333kJ /0,075 mol= 4440 kJ/mol
betragen!!
Die entsprechende Enthalpie von CO2 (fl)–>CO2 (gas) beträgt jedoch nur ca. 25 kJ/mol…
2)Expansionsarbeit des Gases:
(CO2 ist zwar kein ideales Gas, aber eine erste Abschätzung zur Größenordnung der Expansionsarbeit ist ausreichend…)
P=1 atm=101325 Pa
V= 3,3 g/1,9 g/L=1,7 L (max)freigesetztes CO2
W=P*V=101325 [N/m²] *0,0017 [m³]=176 J
d.h. 1/2000 der nötigen 333 kJ zum Gefrieren des Wassers…